Κορωνοϊός τεχνολογία: Η φορητή δοκιμή COVID-19 παρακάμπτει το εργαστήριο [pic,vid]

Κορωνοϊός τεχνολογία:Καθώς το COVID-19 συνεχίζει να εξαπλώνεται, τα σημεία συμφόρησης στις προμήθειες και το προσωπικό του εργαστηρίου οδήγησαν σε μεγάλο χρονικό διάστημα αναμονής για αποτελέσματα σε ορισμένες περιοχές. Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλλινόις, Urbana-Champaign απέδειξαν ένα πρωτότυπο ενός γρήγορου μοριακού τεστ COVID-19 και ένα απλό στη χρήση φορητό όργανο για την ανάγνωση των αποτελεσμάτων με ένα smartphone σε 30 λεπτά, το οποίο θα μπορούσε να ενεργοποιήσει το σημείο – διάγνωση φροντίδας χωρίς να χρειάζεται να στείλετε δείγματα σε εργαστήριο.

“Εάν υπήρχε μια τέτοια συσκευή και δοκιμή, θα μπορούσαμε να δοκιμάσουμε το COVID-19 σε δημόσιες εκδηλώσεις, αίθουσες, μεγάλες συγκεντρώσεις και ενδεχομένως ακόμη και στο σπίτι για αυτοελέγχους. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να σταλούν πίσω στο κατάλληλο σύστημα δημόσιας υγείας για συντονισμό, “είπε ο Rashid Bashir, καθηγητής βιομηχανικής και πρύτανης του Grainger College of Engineering στο Ιλινόις. Ο Μπασίρ ηγήθηκε της μελέτης με τον καθηγητή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Brian Cunningham και τον καθηγητή Μηχανολογίας και Μηχανικής Bill King.

Τυπικές δοκιμές για το SARS-CoV-2, τον ιό που προκαλεί το COVID-19, έλαβαν ένα δείγμα από έναν ασθενή με μακρύ ρινοφαρυγγικό στυλεό, έβαλαν αυτό το στυλεό σε μια ουσία που ονομάζεται ιικό μέσο μεταφοράς και στείλτε το σε εργαστήριο για μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων της εξαγωγής, της απομόνωσης και του πολλαπλασιασμού του ενδεικτικού RNA μέσα στον ιό. Αυτή η διαδικασία πολλαπλασιασμού RNA, που ονομάζεται RT-PCR, απαιτεί αρκετούς κύκλους διακύμανσης θερμοκρασίας, εξειδικευμένο εξοπλισμό και εκπαιδευμένο προσωπικό, δήλωσε ο Cunningham. Όπως αναφέρεται στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών , η ομάδα του Ιλλινόις χρησιμοποίησε μια απλούστερη διαδικασία για την ανάλυση των μέσων μεταφοράς ιών, που ονομάζεται LAMP, το οποίο παρακάμπτει τα στάδια εκχύλισης και καθαρισμού RNA.

“Το LAMP χρειάζεται μόνο μία θερμοκρασία – 65 C – οπότε είναι πολύ πιο εύκολο να ελεγχθεί”, δήλωσε ο απόφοιτος φοιτητής Anurup Ganguli, ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης. “Επίσης, το LAMP λειτουργεί πιο στιβαρά από το PCR, ειδικά όταν υπάρχουν μολυσματικοί παράγοντες στο δοκιμαστικό δείγμα. Μπορούμε απλά να θερμάνουμε εν συντομία το δείγμα, να ανοίξουμε τον ιό και να εντοπίσουμε τη γενετική αλληλουχία που προσδιορίζει συγκεκριμένα το SARS-CoV-2.” Οι ερευνητές συνέκριναν τον προσδιορισμό LAMP με PCR, χρησιμοποιώντας πρώτα συνθετικό ρινικό υγρό με τον ιό και στη συνέχεια με κλινικά δείγματα. Διαπίστωσαν ότι τα αποτελέσματα συμφωνούσαν με τα αποτελέσματα PCR και τεκμηρίωσαν την ευαισθησία και την ειδικότητα του τεστ LAMP. Στη συνέχεια, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν τον προσδιορισμό LAMP σε ένα μικρό 3-D τυπωμένο μικρορευστό φυσίγγιο που έχει δύο υποδοχές εισόδου για σύριγγες: μία για το μέσο μεταφοράς ιών που περιέχει δείγμα, μία για τα χημικά LAMP. Μόλις τα δύο εγχυθούν, αντιδρούν μέσα στο φυσίγγιο.

«Χρησιμοποιούμε σύγχρονη κατασκευή πρόσθετων υψηλής ταχύτητας για να φτιάχνουμε αυτές τις κασέτες. Το όλο πράγμα μπορεί να κλιμακωθεί γρήγορα σε εκατοντάδες χιλιάδες δοκιμές», δήλωσε ο King. “Η αύξηση της παραγωγής είναι συνήθως το μεγαλύτερο εμπόδιο για εμπορικές εφαρμογές μικρορευστών κασετών και μπορούμε να ξεπεράσουμε αυτό το εμπόδιο χρησιμοποιώντας αυτήν τη νέα προσέγγιση. Η σύγχρονη κατασκευή προσθέτων είναι ελαστική και επεκτάσιμη και μπορεί να αυξηθεί πολύ γρήγορα σε σύγκριση με τις τεχνολογίες κατασκευής παλαιού τύπου”. Η ομάδα συνεργάζεται με την εταιρεία Fast Radius Inc. , μια εταιρεία τεχνολογίας βασιζόμενη στο Σικάγο, συνιδρυμένη με την King, για την κατασκευή μικροκαυστών κασετών. Το φυσίγγιο μπορεί να εισαχθεί σε ένα φορητό φορητό όργανο με θάλαμο θέρμανσης, το οποίο θερμαίνει το φυσίγγιο στους 65 βαθμούς Κελσίου για τη διάρκεια της αντίδρασης, και μια βάση smartphone για την ανάγνωση των αποτελεσμάτων. Σε περίπου 30 λεπτά, ένα θετικό αποτέλεσμα θα εκπέμπει φως φθορισμού.

Καινοτομίες τεχνολογίας υγείας στις πρώτες βοήθειες

Ρομποτικές ιατρικές παρεμβάσεις και πώς βοηθούν ασθενείς που χρειάζονται χειρουργείο